發(fā)布時(shí)間：2021-05-26 20:15

　　硼硅酸鹽玻璃是固化高放廢物（High Level Waste,HLW）的候選材料之一。在深地質(zhì)處置過(guò)程中,放射性核素的α、β衰變以及伴生的γ射線會(huì)導(dǎo)致硼硅酸鹽玻璃固化體微觀結(jié)構(gòu)與宏觀機(jī)械性能發(fā)生變化,進(jìn)而影響其固化性能。因此,研究其輻照效應(yīng)對(duì)于實(shí)現(xiàn)高放廢物硼硅酸鹽玻璃固化具有重要意義。目前,實(shí)驗(yàn)與理論研究主要集中在輻照導(dǎo)致玻璃網(wǎng)絡(luò)聚合度、能量帶隙和Urbach能量的變化,缺陷和氣泡的產(chǎn)生以及宏觀性能的改變等方面。然而,在輻照導(dǎo)致缺陷的形成機(jī)理、機(jī)械性能變化的微觀機(jī)理等方面需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)和理論研究。在課題組前期研究的基礎(chǔ)上,針對(duì)輻照導(dǎo)致硼硅酸鹽玻璃缺陷形成及硬度與楊氏模量變化的微觀機(jī)制問(wèn)題,本論文工作利用P、Kr、Xe離子與γ射線輻照硼硅酸鹽玻璃,結(jié)合多種分析測(cè)試手段:傅里葉紅外光譜儀（FT-IR）、X射線光電子能譜儀（XPS）、納米壓痕儀（Nano-indentation）、電子順磁共振波譜儀（EPR）、紫外可見(jiàn)吸收光譜儀（UV-VIS）,分析了輻照前后樣品微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能的變化,討論了輻照導(dǎo)致玻璃硬度與楊氏模量變化以及缺陷形成的微觀機(jī)理。研究?jī)?nèi)容主要包括以下兩部分:1.離子和γ射線... 

【文章來(lái)源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：124 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 研究背景與意義
    1.1 放射性廢物的分類(lèi)
    1.2 低中放廢物的處置
        1.2.1 氣態(tài)低中放廢物的處置
        1.2.2 液態(tài)低中放廢物的處置
        1.2.3 固態(tài)低中放廢物的處置
    1.3 高放廢物的處置
    1.4 固化體玻璃的類(lèi)型
    1.5 硼硅酸鹽玻璃輻照效應(yīng)的研究現(xiàn)狀
        1.5.1 玻璃機(jī)械性能的變化
        1.5.2 玻璃微觀結(jié)構(gòu)的變化
        1.5.3 玻璃缺陷、帶隙與Urbach能量的變化
        1.5.4 本工作的目的、意義及研究?jī)?nèi)容
第二章 玻璃結(jié)構(gòu)理論
    2.1 玻璃基本結(jié)構(gòu)
        2.1.1 晶子學(xué)說(shuō)
        2.1.2 無(wú)規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說(shuō)
    2.2 硼硅酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)
        2.2.1 單鍵強(qiáng)理論
        2.2.2 YBD模型理論
    2.3 玻璃中的缺陷
        2.3.1 玻璃中的缺陷類(lèi)型與結(jié)構(gòu)
        2.3.2 缺陷演化模型
    2.4 本章小結(jié)
第三章 輻照實(shí)驗(yàn)與測(cè)試方法
    3.1 樣品信息
    3.2 玻璃輻照實(shí)驗(yàn)
        3.2.1 Kr離子與Xe離子輻照實(shí)驗(yàn)
        3.2.2 P離子輻照實(shí)驗(yàn)
        3.2.3 γ輻照實(shí)驗(yàn)
    3.3 樣品測(cè)試分析
        3.3.1 紫外可見(jiàn)吸收光譜測(cè)試方法
        3.3.2 電子順磁共振波譜儀
            3.3.2.1 電子順磁共振波譜儀原理
            3.3.2.2 電子順磁共振波譜儀器結(jié)構(gòu)和信號(hào)
        3.3.3 納米壓痕測(cè)試的基本原理和方法
        3.3.4 X射線光電子能譜儀
        3.3.5 傅里葉紅外光譜儀
第四章 輻照導(dǎo)致硼硅酸鹽玻璃機(jī)械性能變化的研究
    4.1 輻照導(dǎo)致玻璃機(jī)械性能變化的研究
        4.1.1 離子輻照導(dǎo)致硬度與楊氏模量的變化
        4.1.2 γ 輻照導(dǎo)致硬度與楊氏模量的變化
    4.2 離子輻照導(dǎo)致玻璃網(wǎng)絡(luò)體的變化
        4.2.1 Xe離子輻照NBS2 玻璃傅立葉紅外光譜的變化
        4.2.2 Xe離子輻照NBS1與NBS2 玻璃XPS譜結(jié)果
    4.3 硬度與楊氏模量變化的機(jī)理
        4.3.1 能量沉積的關(guān)聯(lián)性
        4.3.2 離子種類(lèi)的關(guān)聯(lián)性
        4.3.3 網(wǎng)絡(luò)體結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)性
    4.4 本章小結(jié)
第五章 γ輻照導(dǎo)致硼硅酸鹽玻璃微觀結(jié)構(gòu)的變化
    5.1 γ輻照硼硅酸鹽玻璃的缺陷生成
    5.2 γ 輻照硼硅酸鹽玻璃能量帶隙與Urbach能量的變化
        5.2.1 γ 輻照硼硅酸鹽玻璃的紫外可見(jiàn)吸收光譜
        5.2.2 能量帶隙的變化
        5.2.3 Urbach能量的變化
        5.2.4 .玻璃能量帶隙與Urbach能量的關(guān)系
    5.3 缺陷、能量帶隙與Urbach能量的變化機(jī)理
        5.3.1 缺陷的形成機(jī)理
        5.3.2 能量帶隙與Urbach能量的變化機(jī)理
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高放廢物深地質(zhì)處置及國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展[J]. 郭永海,王駒,金遠(yuǎn)新,楊天笑.  工程地質(zhì)學(xué)報(bào). 2000(01)

博士論文
[1]帶電粒子輻照硼硅酸鹽玻璃導(dǎo)致其微觀結(jié)構(gòu)、表面形貌和機(jī)械性能變化的研究[D]. 張根發(fā).蘭州大學(xué) 2014
[2]離子與電子輻照對(duì)硼硅酸鹽玻璃機(jī)械性能的影響[D]. 楊坤杰.蘭州大學(xué) 2013
[3]離子、電子束輻照導(dǎo)致硼硅酸鹽玻璃微觀結(jié)構(gòu)變化的研究[D]. 陳亮.蘭州大學(xué) 2013

碩士論文
[1]玻璃制備及其電子輻照效應(yīng)的光學(xué)吸收譜研究[D]. 田豐.蘭州大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3206998